DE699682C - Switching device or vacuum switch, the contact closure of which is brought about by an external magnetic switching force - Google Patents

Switching device or vacuum switch, the contact closure of which is brought about by an external magnetic switching force

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DE699682C
DE699682C DE1937S0126482 DES0126482D DE699682C DE 699682 C DE699682 C DE 699682C DE 1937S0126482 DE1937S0126482 DE 1937S0126482 DE S0126482 D DES0126482 D DE S0126482D DE 699682 C DE699682 C DE 699682C
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Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
4. DEZEMBER 1940ISSUED ON
DECEMBER 4, 1940

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21c GRUPPE 40 oiCLASS 21c GROUP 40 oi

S 126482 VUlb\2icS 126482 VUlb \ 2ic

Erich Nöthe in Berlin-SpandauErich Nöthe in Berlin-Spandau

ist als Erfinder genannt worden.has been named as the inventor.

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-SiemensstadtSiemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt

magnetische Schaltkraft bewirkt wirdmagnetic switching force is effected

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. März 1937 ab 1 Patenterteilung bekanntgemacht am 7. November 1940Patented in the German Empire on March 18, 1937 from 1 patent issue announced on November 7, 1940

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung bzw. einen Schalter oder einen Vakuumschalter, dessen Kontakte durch, ein Magnetfeld betätigt werden. Derartige magnetisch betätigte Schalteinrichtungen sind z.B. bei" Vakuumschaltern bekanntgeworden, deren Kontakte durch einen außerhalb des Glaskörpers angeordneten Elektromagneten angezogen werden. ■ Auch von Quccksilberdampfgleichrichtern ist es bekannt, den im Vakuum liegenden Zündhilfskontakt durch einen außerhalb des Vakuums liegenden Permanent1 oder Elektromagneten derart zu beeinflussen, daß er in das Quecksilber getaucht wird. Auch von zahlreichen anderen Apparaten, z. B. Überstromschaltern, automatischen Sicherungen u. dgl., ist es bekannt, ein ferromagnetisches Schaltstück durch ein außerhalb des Gehäuses vorhandenes elektromagnetisches Magnetfeld zu betätigen.The invention relates to a switching device or a switch or a vacuum switch, the contacts of which are actuated by a magnetic field. Such magnetically operated switching devices have become known, for example, in "vacuum switches, the contacts of which are attracted by an electromagnet arranged outside the glass body. It is also known from mercury vapor rectifiers to influence the auxiliary ignition contact located in the vacuum by a permanent 1 or electromagnet located outside the vacuum, It is also known from numerous other apparatuses, for example overcurrent switches, automatic fuses and the like, to actuate a ferromagnetic contact piece by means of an electromagnetic magnetic field present outside the housing.

Diese bekannten Anordnungen, deren Aufbau aus dem Gesichtspunkt eines besonderen Anwendungszweckes heraus gewählt ist, sind jedoch nicht universell zu verwenden. Außerdem sind sie verhältnismäßig teuer, besitzen einen großen räumlichen Umfang und benötigen eingebaute federnde Einrichtungen, um das Schaltstück in der Arbeitsstellung zu halten. Für Bauelemente in der Schaltungstechnik sind diese Einrichtungen wegen ihrer Größe und Form daher nicht zu verwenden. Demgegenüber hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein Schaltelement zu schaffen, dessen konstruktiver Aufbau der bekannten Stäbchenbauweise ähnelt (Sieherungs-, Widerstands-, Kapazitäts-, Induktions-These known arrangements, the structure of which from the point of view of a particular Purpose is selected out, but are not to be used universally. aside from that they are relatively expensive, have a large spatial scope and require built-in resilient devices to keep the contact in the working position. For components in circuit technology these devices should therefore not be used because of their size and shape. In contrast, the invention has to The task set to create a switching element, the structural design of the known Rod construction is similar (sieve, resistance, capacitance, induction

patronen u. dgl.), der daher einfach zu handhaben und im äußeren Aufbau sehr klein ist. Ferner soll ein derartiger Schalter sehr billig sein, sicher arbeiten, d.h. einen guten Kontaktdruck behalten, und eine sehr große Schaltleistung besitzen. Auch in seiner Ausbildung als Vakuumschalter soll der äußere Aufbau und der Raumbedarf von der einfachsten Form nicht abweichen. to Unter Anwendung des weiter oben beschriebenen Prinzips, einen Schalter durch ein äußeres Magnetfeld zu betätigen, wird ein derartiger neuer und vorteilhafter Schalter erfindungsgemäß in Kombinierung verschiedener Merkmale dadurch geschaffen, daß als Schaltglied oder Schaltstück ein kleiner Permanentmagnet vorzugsweise von hoher Koerzitivkraft verwendet wird, daß sich das Schaltstück in einem patronenartigen, rohrförmigen Gehäuse bewegt, das räumlich nicht viel größer ist als das Schaltstück selbst, und daß dessen Stirnflächen als Kontakte ausgebildet sind. Das das Schaltstück betätigende Magnetfeld, das in einfachster Weise ebenfalls durch as einen kleinen Permanentmagneten erzeugt wird, ist derart angeordnet, daß seine Achse mit der Verschiebungsachse des Schaltstückes zusammenfällt oder parallel ist. Da das Permanentmagnetfeld ständig in der Nähe des Schalters bzw. des Schaltstückes bleibt, wird auch die Anziehungskraft auf das Schaltstück ständig ausgeübt, und der Kontaktdruck bleibt dadurch erhalten. Um ferner in jeder Schaltstellung einen guten Kontaktdruck zu erzielen, ist es zweckmäßig, die Gegenkontakte aus ferromagnetischem Material herzustellen, da sich hierdurch das Schaltstück vermöge seiner eigenen magnetischen Kraft an die Kontakte anpreßt. Durch Umpolen des Magnetfeldes bzw. Vertauschen der beiden Pole des Permanentmagneten wird das Schaltstück in die andere Endstellung gedrückt, wobei es dann in dieser Stellung unter Anpreßdruck verharrt. Sofern nicht für das Gehäuse des Schalters Glas oder keramische. Stoffe, sondern ein Metall verwendet werden, ist es natürlich Bedingung, daß dieses Metall unmagnetisch ist, damit die Beeinflussung des Schaltstückes durch das Magnetfeld nicht gestört wird. Da weiterhin die an die beiden Enden des röhrchenförmigen Gehäuses liegenden Kontakte miteinander nicht leitend verbunden sein dürfen, müssen die Kontakte bei Wahl eines metallischen Gehäuses in dieses isoliert eingesetzt sein.cartridges, etc.), which is therefore easy to use and very small in terms of its external structure is. Furthermore, such a switch should be very cheap, work safely, i.e. a good one Maintain contact pressure and have a very high switching capacity. Even in his training as a vacuum switch, the external structure and space requirements should be of the simplest Shape not deviate. to Using the above described The principle of operating a switch by an external magnetic field is such a new and advantageous switch according to the invention in a combination of various features created in that as Switching element or switching piece is a small permanent magnet, preferably of high coercive force is used that the contact piece moves in a cartridge-like, tubular housing, not much spatially is larger than the contact piece itself, and that its end faces are designed as contacts are. The magnetic field actuating the contact piece, which is also carried out in the simplest possible way As a small permanent magnet is produced, it is arranged so that its axis coincides with the axis of displacement of the contact piece or is parallel. Because the permanent magnetic field constantly remains in the vicinity of the switch or the contact piece also the force of attraction is constantly exerted on the contact, and the contact pressure remains thereby obtained. Furthermore, in order to achieve a good contact pressure in every switching position, it is useful to make the mating contacts from ferromagnetic material, there As a result, the contact piece by virtue of its own magnetic force on the contacts presses on. By reversing the polarity of the magnetic field or swapping the two poles of the permanent magnet the contact piece is pressed into the other end position, whereby it then remains in this position under contact pressure. Unless for the housing of the switch Glass or ceramic. Substances, but a metal, it is of course a condition that this metal is non-magnetic, thus influencing the contact piece is not disturbed by the magnetic field. As continued to be attached to the two ends of the tubular Contacts lying on the housing may not be conductively connected to each other, the contacts must be selected when selecting one metallic housing used in this insulated.

Durch die Anordnung eines kleinen Permanentmagneten in einem diesen eng umschließenden Gehäuse, dessen Stirnfläche als Kontakte ausgebildet ist, werden die angestrebten und bereits weiter ϊόπι erwähnten großen Vorteile erzielt, die einen derart aufgebauten Schalter auszeichnen. Zur Veranschaulichung der erzielten Raumersparnis und des äußerst einfachen und billigen Aufbaues wird bereits an dieser Stelle auf die Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung verwiesen, in der die äußere Ansicht mit Maßstabsangabe dargestellt ist. Mit dem zugehörigen permanenten oder elektrischen Betätigungsmagneten nimmt ein derartiger Schalter kaum 1/i des für pin elektromechanisches Relais gleicher Leistung benötigten Raumes ein. Da der Elektromagnet nur um ein geringes stärker zu sein braucht als der von ihm betätigte Permanentmagnet im Schaltergehäuse und daher sehr klein ist, wird, abgesehen von der Stromerspamis, in vorteilhafter Weise auch an Kupfer und anderem Metall gespart.By arranging a small permanent magnet in a housing that tightly encloses it, the end face of which is designed as contacts, the great advantages sought and already mentioned further are achieved, which distinguish a switch constructed in this way. To illustrate the space savings achieved and the extremely simple and inexpensive structure, reference is already made at this point to FIG. 2 of the accompanying drawing, in which the external view is shown with an indication of the scale. With the associated permanent or electrical actuating magnet, such a switch hardly takes up 1 / i of the space required for pin electromechanical relays of the same power. Since the electromagnet only needs to be slightly stronger than the permanent magnet it operates in the switch housing and is therefore very small, apart from electricity savings, it is advantageous to save on copper and other metal.

Gemäß der weiteren Erfindung werden derartige Schalter oder Kontaktpatronen auch noch in Gleich- oder Wechselrichterschaltungen verwendet, da die Massenträgheit des Schaltstückes so gering ist, daß dieses der Frequenz eines normalen 5operiodischen Wechselstromes ohne weiteres folgt. Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Schalteranordnung ist es, daß die Schalterpatrone infolge Fehlens paralleler Stromzuführungen eine sehr geringe Kapazität besitzt, so daß sie in der Rundfunktechnik mit Vorteil verwendet werden kann. Auf weitere in den Ansprüchen gekennzeichnete Merkmale der Erfindung wird an den diesbezüglichen Stellen der nachfolgenden Beschreibung einiger in der beiliegenden Zeichnung dargestellter Ausführungs- und Anwendungsbeispiele hingewiesen. According to the further invention, such switches or contact cartridges are also still used in rectifier or inverter circuits, since the inertia of the Switching piece is so small that this is the frequency of a normal 5operiodic Alternating current follows without further notice. A special feature of the invention The switch arrangement is that the switch cartridge due to the lack of parallel power supplies has a very low capacity, so that it is advantageous in broadcast technology can be used. On further features of the characterized in the claims Invention is at the relevant points of the following description of some in the attached drawing of illustrated embodiments and application examples.

So ist in der Fig. 1 die zweckmäßigste Ausgestaltung eines derartigen Schalters unter Anwendung des Erfindungsgedankens auf einen Vakuumschalter dargestellt. Mit 1 ist das rohrförmige, aus Glas, Preßstoff oder einem sonstigen anorganischen, organischen oder keramischen Baustoff bestehende Gehäuse bezeichnet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht das Gehäuse aus einem einfachen, vollkommen zylindrischen Röhrchen, an dessen beiden Enden zwei ,die Gegenkontakte bildende und entsprechend geformte metallische, nicht magnetische oder ferromagnetische Blöcke 2 eingesetzt sind. Da die Verbindung vakuumdicht sein muß, sind die Kontaktblöcke 2 mit dem Gehäuse 1 mittels einer Lötnaht 4 nach einem beliebigen bekannten Verfahren verlötet. In dem Gehäuse bewegt sich leicht verschieblich das Schaltstück 3, das aus einem Permanentmagneten hoher Koerzitivkraft besteht, derart, daß bei Berührung des Schaltstückes mit dem einen Kontakt zwischen dem anderen Kontakt noch in genügend großer überspannungssicherer Zwischenraum verbleibt. Die StromzuführungSo in Fig. 1 is the most expedient embodiment such a switch using the inventive concept a vacuum switch is shown. With 1 is the tubular, made of glass, molded material or Housing made of another inorganic, organic or ceramic building material designated. As can be seen from the drawing, the housing consists of a simple, completely cylindrical tube, at both ends two, the mating contacts forming and correspondingly shaped metallic, non-magnetic or ferromagnetic Blocks 2 are used. Since the connection must be vacuum-tight, the contact blocks 2 are with the housing 1 by means a soldered seam 4 soldered by any known method. In the case the contact piece 3, which consists of a permanent magnet, moves slightly displaceably high coercive force exists, such that when the contact piece comes into contact with the one Contact between the other contact still in sufficiently large overvoltage-proof Space remains. The power supply

zu dem Schaltstück kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. durch einen Quecksilberkontakt, durch eine Stromzuführungsfeder oder bei einem metallischen Gehäuse durch Berührung mit diesem selbst.to the contact piece can be done in various ways, for. B. through a mercury contact, by a power supply spring or in the case of a metallic housing Contact with this self.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. ι erfolgt die Stromzuführung durch eine an das Schaltstück 3 angeschweißte Schraubenfeder 5, die in einem von der Mitte des Schaltergehäuses abgezweigten Hohlkörper 6 untergebracht ist. Der Hohlkörper 6 dient bei Vakuumschaltern gleichzeitig als Pumpabschmelzstutzen 7. Zwecks Erzielung eines guten Kontaktes mit geringem Übergangswiderstand sind die Kontaktblöcke 2 und das Schaltstück 3 mit Kontaktbelegungen 8 bekannter Art versehen.- Für den Anschluß des Schalters an die Stromkreise besitzen die Kontaktblöcke 2 Lötfahnen 9 oder andere Anschlußvorrichtungen, z. B. Gewinde-io o. dgl. Dadurch, daß die Abmessungen des Schaltergehäuses nur so groß gehalten sind, daß sich das zylindrische Schaltstück 3 in ihm mit Leichtigkeit bewegen kann, werden außerordentlich kleine Abmessungen des Schalters erzielt. Wie klein die Abmessungen sind, zeigt die Fig. 2 an einem in Praxis ausgeführten Schalter in maßstäblicher Darstellung. In der Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Stromzuführung zu dem Schaltstück 3 durch einen in einer ringförmigen Ausfräsung des Gehäuses befindlichen Quecksilbertropfen 5' erfolgt, während bei dein in Fig. 4 dargestellten Schalter das Gehäuse i' aus einem nicht-In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the power is supplied through a to the contact piece 3 welded coil spring 5, which is in one of the middle of the switch housing branched hollow body 6 is housed. The hollow body 6 is used in vacuum switches at the same time as a pump melt-off nozzle 7. In order to achieve good contact with The contact blocks 2 and the contact piece 3 with contact assignments are low contact resistance 8 of a known type.- For connecting the switch to the circuits, the contact blocks have 2 soldering lugs 9 or other connection devices, e.g. B. Thread-io o. The like. Because the dimensions of the switch housing are only kept so large that the cylindrical contact piece 3 can move in it with ease, the dimensions of the Switch achieved. How small the dimensions are, FIG. 2 shows on an example carried out in practice Switches shown to scale. In Fig. 3 is another embodiment shown, in which the power supply to the switching piece 3 through an annular recess in the housing located mercury drops 5 'takes place, while in the shown in Fig. 4 Switch the housing i 'from a non-

3S magnetischen Metall besteht und die Stromzuführung zum Schaltstück 3 unmittelbar durch die Berührung^ des Schaltstückes mit dem Metall des Gehäuses erfolgt. In diesem Falle müssen natürlich die Gegenkontakte 2 in den Stirnflächen des Gehäuses isoliert eingesetzt sein. Weiterhin ist dieser Schalter so ausgebildet, daß er durch einfaches Aufstecken zwischen Haltefedern 13 von der Unterlage leicht gelöst werden kann. 3 S magnetic metal and the power supply to the contact 3 takes place directly through the contact ^ of the contact with the metal of the housing. In this case, of course, the mating contacts 2 must be insulated in the end faces of the housing. Furthermore, this switch is designed so that it can be easily detached from the base by simply plugging it between retaining springs 13.

is In der Fig. 5 ist ein Schalter dargestellt, bei dem das Schaltstück 3' lediglich als Kurzschließer von je zwei auf jeder Seite isoliert eingesetzten Kontakten 2' dient. Um mit Sicherheit einen gleichmäßigen Kontaktdruckis In Fig. 5 a switch is shown, in which the contact piece 3 'only insulates as a short-circuiter of two on each side used contacts 2 'is used. To ensure an even contact pressure

zwischen Schaltstück 3' und den beiden Gegenkontakten 2' zu erzielen, sind sowohl die Kontakte als auch die Stirnflächen des Schaltstückes schwach gewölbt, während das Schaltstück 3' auch in der Längsrichtung ballig ist, um ein geringes Bewegungsspiel des Schaltstückes zuzulassen, so daß sich dieses gleichmäßig an beide Gegenkontakte andrückt. Es können jedoch auch federnde Kontakte verwendet werden, was insbesondere auch bei dento achieve between contact 3 'and the two mating contacts 2' are both the contacts as well as the end faces of the contact piece slightly curved, while the contact piece 3 'is also convex in the longitudinal direction in order to allow a small amount of movement of the contact piece so that it moves evenly presses against both mating contacts. However, resilient contacts can also be used become, especially with the

ßo anderen Ausführungsbeispielen mit nur einem Gegenkontakt dann zu empfehlen ist, wenn Prellungen des Schaltstückes 3 vermieden werden sollen.ßo other embodiments with only one mating contact is recommended if Bruises of the contact piece 3 should be avoided.

Bei dem eben beschriebenen Beispiel bleibt der Kontaktdruck zwischen Schaltstück und Gegenkontakten so lange erhalten, als sich das betätigende Magnetfeld in der Nähe des Schaltstückes befindet. Will man jedoch erreichen, daß auch ohne Einwirkung eines äußeren magnetischen Feldes ein Ruhekontakt gebildet wird, so kann man die Kontaktdurchführungen aus magnetischem Material herstellen, wodurch bewirkt wird, daß das permanentmagnetische Schaltstück sich an das ferromagnetische Kontaktstück unter Druck anlegt. Auch kann man den gleichen Effekt dadurch erzielen, daß in dem Schaltgehäuse zwei mit ihren gleichnamigen Polen gegeneinandergerichtete Schaltstücke angeordnet werden, die sich dadurch gegenseitig an die ferromagnetischen Kontaktbacke 2 andrücken. · Wird nunmehr an die eine Seite des Schaltergehäuses ein kräftiges magnetisches Feld gebracht, so wird das eine Schaltstück angezogen, das andere abgestoßen, wodurch sich beide von den Kontaktblöcken 2 entfernen und in der Mitte des Gehäuses gegeneinanderpressen. Eine derartige Ausführung eines Schalters ist in Fig. 6 dargestellt.In the example just described, the contact pressure remains between contact piece and Mating contacts are maintained as long as the actuating magnetic field is in the vicinity of the Switching piece is located. However, if one wants to achieve that even without the influence of one external magnetic field a normally closed contact is formed, one can use the contact bushings made of magnetic material, which causes the permanent magnetic Contact piece rests against the ferromagnetic contact piece under pressure. You can also get the same effect achieve that in the switch housing two opposing poles with the same name Switching pieces are arranged, which thereby press one another against the ferromagnetic contact jaw 2. · There is now a strong magnetic field on one side of the switch housing brought, one contact piece is attracted, the other repelled, whereby remove both of the contact blocks 2 and press them together in the middle of the housing. Such an embodiment of a switch is shown in FIG.

Zur Erzielung einer gut leitenden Oberfläche der Kontaktbelegungen 8 ist folgende Anordnung vorgesehen. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind die Kontaktflächen 8' der Kontaktblöcke 2 und des Schaltstückes 3 sehr stark abgeschrägt und die Neigung der Abschrägung auf der linken Seite des Schaltstückes gegen die Abschrägung auf der rechten Seite des Schaltstückes etwas versetzt. Wird nun das Schaltstück nach links gedrückt, so muß es sich etwas drehen, damit die Abschrägung <°υ seines linken Kontaktbelages 8' mit dem Kontaktbelag des Gegenkontaktes parallel wird. ' Dadurch entsteht an den Kontaktflächen eine geringe Reibung, die die Kontaktoberflächen immer metallisch gut leitend erhält. Dadurch i°5 sind die Abschrägungen auf der rechten Seite des Schaltstückes nicht mehr parallel, und das Schaltstück muß sich wieder, wenn es nach rechts angezogen wird, etwas drehen, damit die Kontakte gut ancinanderliegen, so daß n° nunmehr auf der rechten Seite ein reibender Kontakt entsteht.To achieve a highly conductive surface of the contact assignments 8 is the following Arrangement provided. As can be seen from FIG. 7, the contact surfaces 8 'are the contact blocks 2 and the contact piece 3 bevelled very strongly and the inclination of the bevel on the left side of the contact piece against the bevel on the right side of the contact piece slightly offset. If the contact is now pushed to the left, it must it rotate a little so that the bevel <° υ of its left contact pad 8 'with the contact pad of the mating contact becomes parallel. 'This creates a low friction, which keeps the contact surfaces always metallically well conductive. Thereby i ° 5 the bevels on the right side of the contact piece are no longer parallel, and that Contact piece must turn a little again when it is tightened to the right so that the contacts lie well together so that n ° is now a rubbing one on the right side Contact is made.

. Wie bereits erwähnt, ist es zweckmäßig, die Schalterpatronen so auszuführen, daß sie durch einfaches Aufstecken in Steckerhülsen o. dgl. in den zu schaltenden Stromkreis eingeschaltet werden. So zeigt die Fig. 8 eine Ausführung, bei der der Schalter durch Einpressen in drei kreisförmige Kontakt federn 13 an die Schaltung bzw. an die Unterlage 14 angeschlossen 12" wird. Als Kontaktbclegungen am Schalter selbst dienen die metallischen Flächen 12 der. As already mentioned, it is advisable to carry out the switch cartridges so that they go through simply plugging into connector sleeves or the like. Switched on in the circuit to be switched will. 8 shows an embodiment in which the switch is pressed into three circular contact springs 13 connected to the circuit or to the pad 14 12 " will. The metallic surfaces 12 serve as contact covers on the switch itself

Kontaktblöcke 2 und des Abschmelzstutzens 6 Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Magnetfeld in Richtung der Schalterachse ganz dicht an die Kontaktblöcke 2 herange-S führt werden kann. Die Fig. 9 zeigt eine andere Anordnung der Aufsteckfedern 13.Contact blocks 2 and the melting connection 6. This embodiment has the advantage that the magnetic field in the direction of the switch axis very close to the contact blocks 2-S leads can be. 9 shows another arrangement of the slip-on springs 13.

Die in den Fig. 1 bis 9 beschriebene Kontaktpatrone kann nun in mannigfacher Art - in Schaltungen verwendet werden. Die Betätigung des im Schalter liegenden permä· nentmagnetischen Schaltstückes 3 kann ebenfalls verschieden sein. In der Fig. 10 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem eine Reihe von Schaltern15 durch kleine Permanentmagneten 11, die auf einer gemeinsamen Achsen' befestigt sind, betätigt werden. Das Umschalten sämtlicher Schalter 15 erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß die Schaltachse 1i' mit den Permanentmagneten 11 18o° um die eigene ao Achse gedreht wird. Bei dieser Einrichtung sind außerdem noch weitere Schalter 16 vorhanden > die dadurch betätigt werden, daß durch Verschieben der Schaltstange 11' in der Achsrichtung die Schaltmagnete 11 in den Bereich der Schalter gelangen. Eine ähnliche Einrichtung, jedoch in anderer Anordnung der Schalter 17. ist in der Fig. 11 dargestellt, wobei die Umschaltung sämtlicher Schalter durch einen um seine Querachse rotierenden Permanentmagneten n" erfolgt.The contact cartridge described in FIGS. 1 to 9 can now be used in a variety of ways - be used in circuits. The actuation of the permanent in the switch nentmagnetischen switching piece 3 can also be different. In Fig. 10 is a Example shown in which a series of switches15 by small permanent magnets 11 fixed on a common axis' are to be operated. Switching over all of the switches 15 is carried out in a simple manner Way in that the switching axis 1i 'with the permanent magnet 11 18o ° around your own ao axis is rotated. Further switches 16 are also present in this device > Which are operated by moving the shift rod 11 'in the In the axial direction, the switching magnets 11 reach the area of the switch. A similar Device, but in a different arrangement of the switch 17 is shown in Fig. 11, all switches are switched by one rotating around its transverse axis Permanent magnets n "takes place.

Außer durch Permanentmagnete kann die Umschaltung auch durch Elektromagnete erfolgen. So ist in Fig. 12 eine Ausführung dargestellt, bei der der Schalter sich in der Öffnung eines Solenoids 22 befindet. Durch Umpolen des Gleichstromes wird das Schaltstück 3 wahlweise in die eine oder andere Schaltstellung gedruckt. Eine andere Anordnung zeigt die Fig. 13, bei der zwei in der Achsrichtung des Schalters liegende Elektromagnete 33 angeordnet sind. Die Elektromagnete 33 können mit dem Schalter 1 noch dadurch zu einer Schaltpatrone vereinigt werden, daß die Magnete 33 mit dem Schalter 1 in einer gemeinsamen Abstandshülse 18 befestigt werden.In addition to permanent magnets, the switchover can also be carried out by means of electromagnets. Thus, in FIG. 12, an embodiment is shown in which the switch is located in the opening of a solenoid 22. By reversing the polarity of the direct current, the contact piece 3 is optionally printed in one or the other switching position. Another arrangement is shown in FIG. 13, in which two electromagnets 33 lying in the axial direction of the switch are arranged. The electromagnets 33 can be combined with the switch 1 to form a switching cartridge in that the magnets 33 are fastened with the switch 1 in a common spacer sleeve 18.

Eine weitere praktische Anwendungsmöglichkeit der Schaltpatrone ist in den Fig. 14 und 15 für Gleich- und Wechselrichter dargestellt. Wird nämlich der Elektromagnet von einem Wechselstrom gespeist, so erfolgt die Schaltbewegung des Schaltstückes 3 mit der Frequenz des speisenden Wechselstromes. Das wird insbesondere dadurch ermöglicht, daß das Schaltstück 3 bei seinen geringen Abmessungen eine, sehr geringe Masse besitzt und daher der Frequenz eines normalen Wechselstromes von 50 Perioden ohne weiteres folgen kann. Zur Verstärkung der magnetischen Einwirkungen des Erregerfeldes kann der dem Schalter abgekehrte Pol des Elektromagneten durch einen entsprecher ^ gekrümmten Polschuh 35 an eine ungefähr in der Älitte 19 des Schalters 1 liegende Stelle herangeführt werden, so daß ein weitgehend geschlossener magnetischer Kreis entsteht. Aus dem die Fig. 14 dargestellten Stromkreis mit Anschluß der Kontaktpatrone ist erkennbar, welch einfacher und gedrungener Aufbau durch Verwendung einer Kontaktpatrone für derartige Gleichrichter erzielt wird. Die Fig. 15 dagegen zeigt einen Gleichrichter unter Verwendung von zwei Kontaktpatronen und die Fig. 16 das dazugehörige Schaltbild. Durch entsprechende Abänderung der . Schaltung kann diese Anordnung auch als Wechselrichter benutzt werden, wobei die Erregerspule 33 durch Gleichstrom erregt wird. Die eine Kontaktpatrone wird jedoch hierbei zur Unterbrechung des Erregerstromes verwendet, während die andere Kontaktpatrone den Wechsel- * strom liefert. Um zu erreichen, daß der Wechselrichter beim Einschalten auch sofort anspricht, ist es notwendig, daß die Unterbrecherkontaktpatrone der Erregerspule in einer Stellung im sich einschaltenden Zustand unter Kontaktdruck steht. Das wird, wie bereits erwähnt, durch Anordnung eines ferromagnetischen Kontaktblockes 2 erreicht. Soll ferner die Frequenz des Wechselrichters in gewissen Grenzen regelbar sein, so müssen Mittel vorgesehen sein, durch die die Eigenfrequenz des Schaltstückes 3 geändert werden kann. Das läßt sich in bekannter Weise durch entsprechende Ausbildung der Stromzuführungsfeder 5" als Lamelle und durch Anordnung von anderen Dämpfungsmitteln, z. B. durch ein gegen- oder gleichgerichtetes Elektromagnetfeld 36, erreichen. Die Schwingungszahl der Stromzuführungslamelle 5" kann außerdem durch entsprechende Vorrichtungen, wie Stellschrauben usw., veränderlich gemacht werden, so daß sich die Frequenz der Erregerspule in' weiten Grenzen regeln läßt. ' Eine von den bisher beschriebenen Schalterpatronen etwas abweichende Anordnung des Schaltmagneten 3 ist in Fig. 18 dargestellt. Hierbei bewegt sich das Schaltstück 3 nicht jn der Achsrichtung des Gehäuses, sondern um seine eigene Querachse nach Art einer Tau- 11 α melscheibe, derart, daß es zwischen vier Kontakten vier verschiedene Stromwege bilden kann. Jedoch ist auch bei dieser Ausbildung der Schaltpatrone wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispiclen Bedingung, daß das Schaltstück aus einem Permanentmagneten besteht und durch außen angeordnete polarisierte Magnetfelder bewegt wird. Das aus einem Isolierstoff bestehende Gehäuse 1 ist wiederum zylindrisch und an den Enden durch gleichfalls aus Isolierstoff bestellende Verschlußstücke abgeschlossen.Another practical application of the switch cartridge is shown in FIG. 14 and 15 for rectifiers and inverters. If the electromagnet is fed by an alternating current, the switching movement of the contact piece 3 takes place with the Frequency of the feeding alternating current. This is made possible in particular by that the contact piece 3 has a very low mass with its small dimensions and therefore the frequency of a normal alternating current of 50 periods easily can follow. To amplify the magnetic effects of the excitation field the pole of the electromagnet facing away from the switch can be replaced by a corresponding ^ curved pole piece 35 brought up to a location approximately in the middle 19 of the switch 1 so that a largely closed magnetic circuit is created. From the circuit shown in FIG when the contact cartridge is connected, it is clear what a simple and compact structure is achieved by using a contact cartridge for such rectifiers. the 15, however, shows a rectifier using two contact cartridges and 16 shows the associated circuit diagram. By changing the. circuit this arrangement can also be used as an inverter, the excitation coil 33 is excited by direct current. However, one contact cartridge becomes an interruption here of the excitation current, while the other contact cartridge uses the alternating * electricity supplies. In order to ensure that the inverter is switched on immediately responds, it is necessary that the breaker contact cartridge of the excitation coil in a position is under contact pressure in the switched-on state. That will as already mentioned, achieved by arranging a ferromagnetic contact block 2. Furthermore, if the frequency of the inverter is to be controllable within certain limits, it must Means can be provided by which the natural frequency of the contact piece 3 can be changed can. This can be done in a known manner by appropriately designing the power supply spring 5 "as a lamella and by arranging other damping means, e.g. by an oppositely directed or rectified electromagnetic field 36. The number of vibrations the power supply lamella 5 "can also be made by appropriate devices, like adjusting screws etc., can be made variable so that the frequency of the Excitation coil can be regulated within wide limits. 'One of the switch cartridges described so far somewhat different arrangement of the switching magnet 3 is shown in FIG. Here, the contact piece 3 does not move in the axial direction of the housing, but around its own transverse axis in the manner of a swashplate 11, such that it is between four contacts can form four different current paths. However, in this design, the switching cartridge is as in the case of those previously described Exemplary condition that the contact piece consists of a permanent magnet and is moved by externally arranged polarized magnetic fields. The one consisting of an insulating material Housing 1 is again cylindrical and also made of insulating material at the ends Ordering closures completed.

099682099682

An jedem der beiden Verschlußstücke befinden sich zwei Kontakte I, II, III und IV mit schaufelförmigen Kontaktflächen. Eine Vorderansicht eines solchen Verschlußstückes mit den Kontakten ist in Fig. 19 dargestellt. Das Schaltstück 3 besitzt die aus Fig. 20 ersichtliche Form, die es gestattet, daß es sich im Gehäuse um seine Querachse leicht bewegen kann und je nach der Polarität z\veier Schaltmagnete 37, 38 wahlweise zwischen den Kontakten MII, oder MV oder IMII oder IMV Kontakt bildet. Diese Schaltpatrone kann daher mit Vorteil als Mehrwegumschalter verwendet werden. Da es erwünscht ist, jederzeit am Steuerschalter für die Schaltmagnete 37i 38 erkennen zu können, in welcher Schaltstellung das Schaltstück III sich gerade befindet, ist der Steuerschalter so ausgeführt, daß seine Schalthebel nach Art eines Leucht-Schaltbildes die Schaltstellung symbolisch anzeigen. On each of the two locking pieces there are two contacts I, II, III and IV with shovel-shaped contact surfaces. A front view of such a closure piece with the contacts is shown in FIG. The switching piece 3 has the shape shown in FIG. 20, which allows it to move easily around its transverse axis in the housing and, depending on the polarity of two switching magnets 37, 38, either between the contacts MII, or MV or IMII or IMV contact forms. This switch cartridge can therefore be used with advantage as a multi-way switch. Since it is desirable to be able to see at any time on the control switch for the solenoids 37i 38 in which switch position the switch III is currently located, the control switch is designed so that its switch levers symbolically indicate the switch position in the manner of an illuminated circuit diagram.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Gehäuseformen beschränkt, denn es liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, auch Gehäuse und/oder Schaltstücke mit anderen als kreisförmigen Querschnitten, z. B. rechteckigen, oder vieleckigen Querschnitten, zu verwenden. Außerdem können auch die Kontakte im Innern des Gehäuses sowie ihre Stromzuführungen anders als dargestellt angeordnet werden.Of course, the invention is not limited to the housing shapes described above, because it is well within the scope of the invention to include housings and / or contact pieces with cross-sections other than circular, e.g. B. rectangular or polygonal Cross sections to use. In addition, the contacts can also be inside the housing as well as their power supply lines are arranged differently than shown.

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: ι. Schalteinrichtung oder Vakuumschalter, dessen Kontaktschluß durch eine äußere magnetische Schaltkraft bewirkt wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung der Merkmale, daß das den Kontakt bildende oder betätigende Schaltstück (3) aus einem Permanentmagneten von hoher Koerzitivkraft und geringen äußeren Abmessungen besteht und im Schaltergehäuse (1) derart gelagert ist, daß seine Körperachse mit der Bewegungsrichtung und mit der Achse des äußeren magnetischen Feldes vollständig oder nahezu zusammenfällt oder parallel ist, daß das Schaltstück unmittelbar oder mittelbar über Kontaktbeläge (8) in einer oder in beiden Bewcgungsend-Stellungen einen Kontaktschluß bildet, daß das patronenartige Schaltergehäuse als ein den Permanentmagneten (3) eng umschließendes Rohr mit eingesetzten Stirnflächen, die die' Gegenkontakte (2) enthalten, ausgebildet ist und daß die Polarität des äußeren Magnetfeldes -veränderbar ist.ι. Switching device or vacuum switch, the contact closure of which by an external magnetic switching force is effected, characterized by the combination of the features that the contact forming or actuating contact piece (3) made of a permanent magnet of high coercive force and small external dimensions and in the switch housing (1) is mounted such that its body axis with the direction of movement and with the Axis of the external magnetic field completely or nearly coincides or parallel is that the contact piece is directly or indirectly via contact pads (8) forms a contact closure in one or both Bewcgungsend-Positions that the cartridge-like switch housing as a Tube tightly enclosing the permanent magnet (3) with inserted end faces, which contain the 'mating contacts (2) is formed and that the polarity of the external magnetic field is changeable. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltstück stromführend ist und die Spannung an das Schaltstück seitlich über die Zylinderfläche desselben durch eine Kontaktfeder (5, 5"), durch Quecksilber (5') oder durch Reibung an der Gehäusewand zugeführt wird.2. Switching device according to claim r, characterized in that the switching piece is live and the voltage is applied to the contact piece laterally across the cylinder surface the same by a contact spring (5, 5 "), by mercury (5 ') or by friction on the housing wall is fed. 3. Schalteinrichtung nach. Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltergehäuse (1) zwei Schaltstücke (3) mit gegeneinandergerichteten gleichnamigen Polen angeordnet sind.3. Switching device according to. Claim 1 and 2, characterized in that in the Switch housing (1) two contact pieces (3) with opposing contacts of the same name Poles are arranged. 4. Schalteinrichtung nach. Ansprach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (r) aus Isolierstoff und die die Stirnflächen desselben bildenden Gegenkontakte (2) aus unmagnetischem oder ferromagnetischem Material bestehen.4. Switching device according to. Addressed 1 and 2, characterized in that the Housing (r) made of insulating material and the mating contacts forming the end faces of the same (2) consist of non-magnetic or ferromagnetic material. 5. Schalteinrichtung nach. Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige' und die Führung für das Schaltstück bildende Gehäuse (1') aus nichtmagnetischem Metall bestellt, während die Kontaktflächen an beiden Enden mittels Isolierstücke · eingesetzt sind (Fig. 4)·5. Switching device according to. Claim 1 and 2, characterized in that the tubular 'and the guide for the contact piece forming housing (1') Ordered non-magnetic metal, while the contact surfaces are inserted at both ends by means of insulating pieces (Fig. 4) 6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des rohrförmigen -»Gehäuses senkrecht zu dessen Achse ein Hohlkörper (6) abgezweigt ist, der die Stromzuführungseinrichtung (5, 5', 5") für das Schaltstück enthält und gleichzeitig als Abschmelzpumpstutzen (17) bei Vakuumgehäusen dient.6. Switching device according to claim 1 and 2, 4, characterized in that in the center of the tubular - »housing perpendicular to its axis is a hollow body (6) is branched off, which is the power supply device (5, 5 ', 5 ") for the contact piece contains and at the same time as a melt-off pump nozzle (17) for vacuum housings serves. 7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, 2,7. Switching device according to claim 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Gehäuseende mehrere Kontaktflächen (2') angeordnet sind und das Schaltstück (3') den Kurzschließer bildet (Fig-S)-4 and 5, characterized in that several contact surfaces at one end of the housing (2 ') are arranged and the contact piece (3') forms the short-circuiter (Fig-S) - 8. Schalteinrichtung nach. Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse (1) durch Anordnung von Kontaktflächen (12), Messern bzw. Federstiften (13) u.dgl. auf der Befestigungsunterlage (14) aufsteck- und auswechsel- bar ist.8. Switching device according to. Claim 1 and 2, characterized in that the Switch housing (1) by arranging contact surfaces (12), knives or spring pins (13) and the like on the mounting base (14) attach and replace is cash. 9. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen Schaltstück und Gehäusewand je nach der gewünschten Dämpfung und der damit verbundenen Schaltverzögerung mehr oder weniger groß bemessen ist.9. Switching device according to claim 1 and 2, characterized in that the Play between contact piece and housing wall depending on the desired damping and the associated switching delay is dimensioned more or less large. 10. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte an beiden Gehäuseenden (2) und die Kontakte des Schaltstückes (3) abgeschrägte Kontaktflächen (S', Fig. 7) besitzen, die derart zueinander versetzt sind, daß bei der Hinundherbewegung des Schaltstückes dieses um einen geringen Betrag um seine Drehachse gedreht wird10. Switching device according to claim 1 and 2, characterized in that the contacts on both housing ends (2) and the contacts of the contact piece (3) are bevelled Have contact surfaces (S ', Fig. 7) which are offset from one another in such a way that that with the reciprocating movement of the contact piece this by a small amount Amount is rotated around its axis of rotation und dadurch einen reibenden Kontakt bildet.and thereby forms a frictional contact. ii. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schaltkraft von einem Permanentmagneten (ii, Fig. io) oder von einem mit polarisiertem Gleichstrom oder Wechselstrom betriebenen Elektromagneten (22, 33, 37, Fig. 12 bis i8) erzeugt wird. «o 12. Schalteinrichtung nach Anspruch ιii. Switching device according to claim i, characterized in that the magnetic switching force from a permanent magnet (ii, Fig. io) or from a polarized direct current or alternating current operated electromagnet (22, 33, 37, Fig. 12 to i8) is generated. «O 12. Switching device according to claim ι und ii, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol des Elektromagneten in der Nähe des Gehäuseendes, der andere Pol durch einen entsprechend gebogenen PoI-schuh (35) an der Längsmitte (19) des Schaltergehäuses liegt (Fig. 14, 15).and ii, characterized in that the one pole of the electromagnet near the end of the housing, the other pole by a correspondingly curved PoI shoe (35) on the longitudinal center (19) of the Switch housing is (Fig. 14, 15). 13. Schalteinrichtung nach. Anspruch 1 und folgenden für die gleichzeitige Betätigung mehrerer Stromkreise, gekenn-13. Switching device according to. Claim 1 and the following for the simultaneous actuation of several circuits, marked zo zeichnet durch die Anordnung mehrerer Schalter (15, 16) nach Anspruch. 1 in paralleler räumlicher Nebeneinanderlage, die von der gleichen Anzahl von Permanentmagneten (11) betätigt werden, wobei letztere auf einer gemeinsamen, verschieblich und/oder drehbar gelagerten Antriebswelle (11') befestigt sind (Fig. 10 und ri). zo is characterized by the arrangement of several switches (15, 16) according to claim. 1 in parallel spatial juxtaposition, which are actuated by the same number of permanent magnets (11), the latter being attached to a common, displaceably and / or rotatably mounted drive shaft (11 ') (Fig. 10 and ri). 14. Schalteinrichtung für die Betätigung mehrerer Schalter nach Anspruch 1 und 13, gekennzeichnet durch eine, derartige Anordnung der Schalter, daß durch Schwenken eines magnetischen Feldes bzw. eines Permanentmagneten (11") oder einer Erregerspule ein oder, mehrere Schalter (17) nacheinander betätigt werden (Fig. 11).14. Switching device for actuation several switches according to claim 1 and 13, characterized by such an arrangement of the switches that by pivoting a magnetic field or a Permanent magnets (11 ") or one Excitation coil one or more switches (17) are operated one after the other (Fig. 11). 15. Schalteinrichtung unter Verwendung15. Switching device using der Schalter nach Anspruch 1 und 2 oder der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder zwei Schalter mit einem Elektromagneten (33) zu einer Einheit zusammengebaut sind und bei entsprechender Schaltung je nach Verwendung von Gleich- oder Wechselstrom das Aggregat als mechanischer Wechsel- oder Gleichrichter dient (Fig. 14 bis 16).the switch according to claim 1 and 2 or the following, characterized in, that one or two switches with an electromagnet (33) assembled into a unit and with the appropriate circuit, depending on the use of direct or alternating current, the unit serves as a mechanical inverter or rectifier (Fig. 14 to 16). 16. SchaltS-Arichtung nach Anspruch 1, 2 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erregung des Elektromagneten ein Schalter nach Anspruch 1 als Unterbrecher dient, wobei die Frequenz durch entsprechende Ausbildung der die Stromzuführung zum Schaltstück bildenden Feder (5, 5") vorbestimmt oder einstellbar ist (Fig. 17).16. SchaltS-Arichtung according to claim 1, 2 and 15, characterized in that when the electromagnet is excited, a switch according to claim 1 serves as an interrupter, the frequency by corresponding Formation of the spring (5, 5 ") forming the power supply to the contact piece is predetermined or is adjustable (Fig. 17). 17. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, 2, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schwingungen des Schaltstückes durch die Stärke des Erregerelektromagneten sowie durch ein zusätzliches dämpfendes Permanent- oder Elek- 6O-tromagnetfeld (36) einstellbar ist, wobei letzteres verschieblich einstellbar angeordnet ist (Fig. 17).17. Switching device according to claim 1, 2, 15 and 16, characterized in that the frequency of the oscillations of the switching piece is adjustable by the strength of the exciter electromagnet and by an additional damping permanent or electromagnetic 6 O magnetic field (36), the latter is arranged displaceably adjustable (Fig. 17). ι S. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das 6S Schaltstück (3) nach Art einer Taumelscheibe um seinen Schwerpunkt bewegt und zwischen mehreren räumlich verteilten Kontakten (I bis IV) so viel verschiedene Stromwege bildet, als Kombinationen ewisehen den Kontakten möglich sind, und wobei zweckmäßig soviel äußere Magnetpole (38) wie Kontakte vorhanden sind (Fig. 18 bis 20).ι S. Switching device according to claim 1, characterized in that the 6 S switching piece (3) moves like a swash plate around its center of gravity and between several spatially distributed contacts (I to IV) forms as many different current paths as combinations of contacts are possible, and expediently as many external magnetic poles (38) as there are contacts (FIGS. 18 to 20). Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings
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